Een eerste-van-zijn-soort studie onder leiding van de Universiteit van Texas in Austin heeft uitgewezen dat verwering van rotsen en wateropslag een soortgelijk patroon lijken te volgen in glooiende landschappen waar heuvels mijlenver stijgen en dalen.

De bevindingen zijn belangrijk omdat ze suggereren dat deze patronen de voorspellingen van natuurbranden en aardverschuivingen kunnen verbeteren en hoe droogtes het landschap zullen beïnvloeden, omdat verwering en waterberging invloed hebben op hoe water en voedingsstoffen door landschappen stromen.

"Er is veel momentum om dit werk nu te doen, " zei co-auteur van de studie Daniella Rempe, een assistent-professor aan de UT Jackson School of Geosciences Department of Geological Sciences. "Dit soort gegevens op grote schaal, is wat nodig is om de volgende generatie modellen van landoppervlakprocessen te informeren."

Het onderzoek werd geleid door Michelle Pedrazas, die het werk uitvoerde terwijl hij een masterdiploma behaalde aan de Jackson School. Het werd gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:aardoppervlak .

Ondanks het belang van wat er in heuvels gebeurt, de meeste computermodellen voor het simuleren van landschapsgedrag gaan niet dieper dan de bodem vanwege een gebrek aan gegevens die kunnen worden geschaald naar grote gebieden, zei Rempe.

Deze studie helpt om die kennislacune op te vullen, de eerste zijn die methodisch het interieur van een reeks heuvelhellingen bemonstert. Het onderzoek richtte zich op het onderzoeken van de "kritieke zone, " de nabije oppervlaktelaag die bomen omvat, bodems, verweerd gesteente en breuken.

"Deze studie helpt een mysterie te ontrafelen in de onderzoeksgemeenschap van kritieke zones, het verband tussen verwering van gesteente, topografie en opslag van water in bergachtige stroomgebieden, " zei Eric Pierce, de directeur van de afdeling Milieuwetenschappen van het Oak Ridge National Laboratory, die niet bij het onderzoek betrokken was.

De onderzoekslocatie bevindt zich in Noord-Californië en maakt deel uit van een nationaal netwerk van Critical Zone Observatories. De wetenschappers boorden 35 boorgaten over een reeks heuvelhellingen en hun valleien om ondergrondse monsters en andere gegevens te verzamelen. Ze verzamelden ook een kernmonster op de top van elke heuvelhelling die de hele hoogte van de heuvel vastlegde - een afstand die varieerde van 34 tot 57 voet (10,5 tot 17,5 meter).

De monsters onthulden diepere verwering en breuken in heuveltoppen en dunnere verwering in valleien, naast verwering die dieper doordringt in kortere hellingen dan hogere.

Deze bevinding is belangrijk omdat het suggereert dat computermodellen deze schaaltrend zouden kunnen gebruiken om de mate van verwering in vergelijkbaar golvend terrein te modelleren.

Waar water wordt opgeslagen in de verweerde rotsen van heuvelhellingen is een belangrijke vraag, vooral tijdens de droge zomers die in het veld worden ervaren. Onderzoek onder leiding van Rempe in 2018 onthulde dat bomen tijdens droogtes water aanboren dat is opgeslagen als "rotsvocht" in de breuken en poriën van kritieke zonerotsen.

Deze studie onthulde ook rotsvocht in de kritieke zone, maar alleen binnen de eerste 20 voet verweerde rots.

Door meer te weten te komen over hoe heuvelhellingen hun water opslaan, kunnen onderzoekers bepalen welke gebieden het grootste risico lopen om natuurbrandgevaar te worden. Pedrazas zei dat de natuurbrandverbinding duidelijk was toen ze de veldgegevens in 2018 verzamelden. Bosbranden die in andere delen van Californië laaien, kleurden de zon rood en vulden de lucht met rook. De setting onderstreepte het feit dat weten wat er aan de oppervlakte gebeurt, nauw verbonden is met wat er in de heuvels gebeurt.

"We zagen echt de potentiële impact van ons onderzoek, [het belang van] waar is het water, en wanneer gaan bomen echt opdrogen, en welk risico dat is voor de samenleving, ' zei Pedrazas.